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plc结课论文

电气控制与PLC

结

课

论

文

PLC的产生与发展

可编程序控制器也称可编程序逻辑控制器，简称PLC。

早在1969年，美国数字设备公司GEC首先研制成功第一台可编程控制器，并在通用汽车公司的自动装配线上试用成功。

接着美国MODICON公司也开发出可编程控制器084。

1971年日本引进这项新技术研制出DSC-8。

1937年，西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器。

我国从1974年开始研制，1977年开始工业应用。

PLC的主要功能

早期的可编程控制器是为取代继电器控制线路、存储程序指令、完成顺序控制而设计的。

主要用于：

1.逻辑运算2.计时、计数等顺序控制，均属开关量控制。

随着微电子计数的不断发展，它与3C技术逐渐融为一体，PLC已从原先的小规模的单机开关量控制，发展到包括过程控制，运动控制等场合的所有控制领域，能组成工厂自动化的PLC综合控制系统，PLC的主要功能有，开关量逻辑控制，模拟量控制，数字量控制机器人控制，分布式控制系统，监控功能等其他功能。

PLC的硬件组成

PLC的基本组成（最小系统）由以下四部分组成：

（1）中央处理单元（CPU）

（2）存储器（RAM、ROM）

（3）输入输出电源（I/0接口）

（4）电源（开关式稳压电源）

PLC的工作原理

PLC采用了循环扫描的工作方式，即在每一次循环扫描中采样所有的输入信号，随后转入程序执行，最后把程序执行结果输出去控制现场的设备。

PLC在运行时，其内部要进行一系列操作，大致包括初始化处理、系统自诊断、通信与外设服务、采样输入信号、执行用户程序、输出刷新6个方面的内容。

PLC的编程基础

目前各种类型的PLC，一般都同时具备两种及两种以上的编程语言，而且大多数PLC都同时具备和使用LAD语言和STL语言：

LAD语言与继电器控制电路图类似，容易掌握，各种PLC均将其作为第一语言。

STL语言又称助记符语言或指令表语言，容易记忆和掌握，比梯形图语言更能编制复杂的，功能多的程序。

S7-300介绍

S7-300的编程原件

PLC在其系统软件的管理下，将用户程序存储器划分出若干个区，并赋予这些区不同的功能，分别称为输入继电器（I），输出继电器（Q），辅助继电器（M），变量寄存器（V），定时器（T），计数器（C），数据寄存器等。

在PLC内部，并不真正存在这些实际的物理器件，与其对应的只是存储器中的某些存储单元。

S7-300的编程语言

PLC为用户提供了完整的编程语言，以适应编制用户程序的需要。

PLC提供的编程语言通常有梯形图，指令表，顺序功能流程图和功能块图等。

S7-300的基本指令

在S7-200中，位逻辑指令是最为重要的，它是其他所有指令应用的基础。

位逻辑指令包括标准触点指令，输出指令，置位和复位指令，立即触点指令，立即输出指令，立即置位和立即复位指令，逻辑堆栈指令，上升沿检测指令和下降沿检测指令，非指令，置位优先双稳态触发器指令和复位优先双稳态触发器指令以及空操作指令。

定时器是PLC中最常见的原件之一，用以实现时间的控制。

计数器利用输入脉冲上升沿累计脉冲个数，在实际应用中用来对产品进行计数或完成复杂的逻辑控制任务。

S7-300的交通信号灯的设计

实验原理

PLC采用周期性循环扫描的工作方式，对每一个周期按照要求进行按部就班的做完全相同的工作，从始至终进行五个过程：

内部处理，通信操作，输入处理，程序执行，输出处理。

实验方案

通过PLC与计算机的通信连接，模拟十字路口红绿灯的交通灯，方案如下：

当按下起动按钮，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮，当按下停止按钮时，所有信号灯都熄灭。

南北红绿灯亮7.5S，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持5S，到5S时，东西绿灯熄灭，在东西绿灯熄灭时，东西黄灯闪亮，并维持2.5S，到2.5S时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时南北红灯熄灭，绿灯亮。

东西红灯亮维持6.5S，南北绿灯亮维持4S，然后熄灭，同时南北黄灯闪亮，维持2.5S后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮，周而复始。

实验流程

软件

根据控制要求

分配I/O

设计绘制

接线原理图

梯形图程序

设计顺序功能图

程序输入与调试

实验步骤

实验准备

装有step7与simiticwincc软件的计算机一台。

实验实现功能图

计算机仿真

模块分配及硬件组态

实验代码

程序总控模块，正常工作的启动以及东西南北灯的使能

Network1

AI0.0

=L20.0

AL20.0

ANT1

LS5T#9S

SDT0

AL20.0

AT0

LS5T#9S

SDT1

AL20.0

AT0

NOT

AI0.0

=M0.0

Network2

AM0.0

=L20.0

AL20.0

BLD102

LS5T#3S

SDT2

AL20.0

AT2

=L20.1

AL20.1

ANT4

LS5T#500MS

SDT3

AL20.1

AT3

LS5T#500MS

SDT4

AL20.1

AT3

=M0.1

AL20.1

BLD102

LS5T#3S

SDT5

AL20.0

BLD102

LS5T#6S

SDT6

AL20.0

AT6

ANT7

=M1.1

AL20.0

AT6

LS5T#3S

SDT7

南北灯时序控制程序

Network3

AM0.0

ANT2

O

AT2

ANT5

AM0.1

=M1.0

东西灯时序控制程序

Netwok4

ANM0.0

=L20.0

AL20.0

BLD102

LS5T#3S

SDT12

AL20.0

ANT12

=L20.1

AL20.1

ANT14

LS5T#500MS

SDT13

AL20.1

AT13

LS5T#500MS

SDT14

AL20.1

AT13

=M0.2

AL20.1

BLD102

LS5T#3S

SDT15

AL20.0

BLD102

LS5T#6S

SDT16

AL20.0

AT16

ANT17

=M1.3

AL20.0

AT16

LS5T#3S

SDT17

Network5

ANM0.0

ANT12

O

AT12

ANT15

AM0.2

=M1.2

Netwok6

ANM0.7

=L20.0

AL20.0

A（

AI0.0

AM1.0

OI0.1

）

=Q4.0

AL20.0

AI0.0

AM1.1

=Q4.2

AL20.0

A（

AI0.0

AM1.2

OI0.2

）

=Q4.3

AL20.0

AI0.0

AM1.3

=Q4.5

AL20.0

A（

AI0.0

ANM0.0

OI0.2

）

=Q4.1

AL20.0

A（

AI0.0

AM0.0

OI0.1

）

=Q4.4

灯的亮灭控制与触电分配

程序调试

将生成好的代码进行编译，直到错误为0，将程序下载至PLC观察对应触点的模拟情况，直到与预想情况相符。

结果分析

S1接通后，正常工作系统启动，由T0，T1控制产生总的工作时序，周期为18S的矩形波，以M0.0的常开和常闭分别使能南北方向和东西方向的交通灯，M0.0接通后，T2计时，时间到后熄灭绿灯启动T3，T4组成的闪烁电路，控制绿灯闪烁，T5，56分别控制闪烁电路的开始和结束时间，T6同时还控制黄灯的启动，T7控制黄灯的3S后熄灭，整个9S用M0.0控制东西方向红灯的亮。

实验总结

经过这次实验的学习,初步掌握了西门子S7-300的基本使用方法，将课本上的知识用到了实际上，对PLC有了更切实的了解，熟悉了PLC的使用流程，感受到了这项技术给人类的生活带来的方便，也锻炼了自己与团队的协作能力和自己的耐力，细心的去查找每一处可能的错误。

通过这次实验的学习让我对PLC产生了更浓厚的学习，在学习中同时我也发现了自己的很多问题，并会在以后的学习中不断改进。

结课总结

通过对可编程控制器原理及应用这门课的学习，我对西门子S7-300机型有了一定的了解，通过老师生动、认真地讲解，认为这门课非常有意思。

从这门课程中我也学到了很多有关电器控制方面和关于PLC的知识，尤其是在PLC设计中程序的编写过程，这是一个需要反复调试的过程，完成一个子程序后在进行下一个子程序的调试，通过不断调试程序来最终达到自己想要的目的，完成实验，PLC的优点就在于它不会因为程序的复杂工程巨大而不容易找出错误。

所以，我认为PLC这门技术很值得我们去学习、深究和发展，在此非常感谢我们的指导老师，对我们的耐心教诲和引导，让我们对这门课有了深入的了解，并且教会了我们以一种怎样的心态去对待每次实验，以及在试验中的每次错误，通过这门课让我学到了很多，并在以后我会更努力的去深化自己的知识修养，不断成长。